14 de agosto de 2024 longcha9

Efectos del ejercicio aeróbico combinado con suplemento nutricional de espirulina sobre el aprendizaje y la memoria en ratas con diabetes tipo 2 y su mecanismo
Alrededor del 65% de los pacientes con diabetes tipo 2 presentan disfunción cognitiva cerebral, que se manifiesta en su fase inicial y empeora con la prolongación del curso de la enfermedad. Las manifestaciones clínicas de la disfunción cognitiva en la diabetes son principalmente la capacidad de aprendizaje y de memoria, especialmente la disminución de la capacidad de posicionamiento espacial, e incluso la enfermedad de Alzheimer, que se ha convertido en un problema médico y de salud pública mundial. Se sabe que el tratamiento farmacológico es necesario en el tratamiento del aprendizaje y la memoria de la diabetes, pero el efecto del tratamiento clínico no es ideal, y hay muchas reacciones adversas. Recientemente, cada vez más estudios creen que el uso de productos naturales para prevenir el aprendizaje y la memoria de la diabetes puede producir el mismo efecto con menos reacciones adversas. La espirulina es un alimento natural puro, completo y equilibrado desde el punto de vista nutricional, con funciones biológicas que incluyen la antifatiga, el antienvejecimiento y la regulación inmunológica. La investigación relacionada con la espirulina y la diabetes se centra principalmente en su reducción de azúcar en la sangre, la inhibición de la vía de señalización inflamatoria renal y anti-inflamatorio. Los últimos descubrimientos muestran que la espirulina tiene un efecto contra la enfermedad de Alzheimer en el deterioro de la memoria en ratones. Sin embargo, se han realizado pocas investigaciones sobre el efecto de la espirulina en el aprendizaje y la memoria en la diabetes. El ejercicio aeróbico es la base de la función de aprendizaje y memoria para prevenir y tratar la diabetes. Kim y otros estudios han demostrado que el ejercicio aeróbico tradicional en cinta puede mejorar la memoria a corto plazo y la capacidad de aprendizaje espacial de las ratas diabéticas. Pero hasta ahora, el efecto del ejercicio aeróbico combinado con la suplementación de espirulina en el aprendizaje y la memoria de la diabetes sigue sin estar claro.

Por lo tanto, este estudio pretende utilizar el modelo de ratas diabéticas de tipo 2 para estudiar los efectos del ejercicio aeróbico y la espirulina en la mejora del aprendizaje y la memoria en ratas diabéticas, y en las proteínas de la vía de señalización de la quinasa regulada por señales extracelulares (ERK), la proteína de unión a elementos de respuesta al AMPc (CREB) y la apoptosis de las células del hipocampo, con el fin de proporcionar datos experimentales para encontrar nuevos métodos para mejorar el aprendizaje y la memoria en la diabetes y la aplicación de la espirulina en la medicina deportiva.

La prueba de tolerancia oral a la glucosa (PTGO) es actualmente el patrón oro para evaluar el estado del metabolismo de la glucosa, y también es un método de uso común para la evaluación clínica de la función de las células beta pancreáticas y la sensibilidad a la insulina. Este estudio siguió el método de Hou et al. y realizó la prueba OGTT en ratas alimentadas con una dieta rica en grasas durante 5 semanas. Se descubrió que las ratas presentaban hiperglucemia e hiperinsulinemia en ayunas, lo que indicaba una alteración de la tolerancia a la glucosa y resistencia a la insulina. En combinación con la destrucción selectiva de las células beta pancreáticas por la inyección de STZ, al cabo de una semana, los síntomas de beber, comer y orinar en exceso en las ratas modelo se hicieron cada vez más evidentes. Al mismo tiempo, durante el experimento, las ratas mostraron pérdida de peso, pelo ralo de color amarillo y sin brillo, heces blandas y movimientos lentos. Tras 8 semanas de ciclo experimental, las principales características clínicas de hiperglucemia e hiperinsulinemia seguían apareciendo en las ratas modelo de diabetes de tipo 2, lo que indica que las ratas modelo de diabetes de tipo 2 han sido inducidas con éxito. La razón de los mayores niveles de insulina en los ratones modelo durante el experimento puede estar relacionada con la disminución del contenido de receptores de insulina en la membrana de las células diana, la menor eficacia de la acción de la insulina y la excesiva secreción compensatoria de insulina por parte del organismo. Ocho semanas de ejercicio aeróbico pueden reducir los niveles de azúcar e insulina en sangre de las ratas, pero no tienen un efecto evidente sobre el peso corporal. La razón puede estar relacionada con que el ejercicio regular puede aumentar la sensibilidad del receptor de insulina del músculo esquelético en ratas diabéticas, promover la captación directa de glucosa por el músculo esquelético y reducir el azúcar en sangre; Y este efecto no depende de la pérdida de peso.

Los estudios han confirmado que las ratas modelo con dieta rica en grasas y diabetes inducida por STZ presentan trastornos del aprendizaje y la memoria. La prueba del laberinto acuático de Morris también demostró que las ratas con diabetes tipo 2 hiperglucémicas inducidas por este estudio presentaban una disminución significativa de la capacidad de aprendizaje espacial y de memoria, lo que coincidía con estudios anteriores. Los estudios en animales han confirmado que un nivel elevado de azúcar en sangre puede causar apoptosis celular. Este estudio descubrió que, en comparación con el grupo de control, la tasa de apoptosis de las células del hipocampo en las ratas del modelo hiperglucémico aumentaba significativamente, lo que indicaba que el estado de glucosa elevada de la diabetes provocaba un aumento más significativo de la apoptosis de las células del hipocampo, lo que concordaba con estudios anteriores. Al mismo tiempo, la latencia de escape de las ratas se prolongó significativamente y el número de veces que cruzaban la plataforma se redujo significativamente, lo que indica que el declive de la capacidad de aprendizaje y memoria en la diabetes estaba estrechamente relacionado con la apoptosis de las neuronas del hipocampo. El ejercicio aeróbico tiene un efecto antiapoptótico en las células del hipocampo. Tras ocho semanas de ejercicio en cinta rodante, se redujo significativamente la tasa de apoptosis de las células del hipocampo en los ratones modelo, y mejoró la función de aprendizaje y memoria. Esto indica que el ejercicio aeróbico a largo plazo tiene el efecto de combatir el daño apoptótico de las células del hipocampo y mejorar el aprendizaje y la memoria de la diabetes, lo que puede estar relacionado con su efecto hipoglucemiante.

En los últimos años, el estudio de la relación entre los cambios en las vías de transducción de señales en el sistema nervioso y el aprendizaje y la memoria se ha convertido en un nuevo foco de investigación. ERK está ampliamente distribuida en el sistema nervioso central, con una expresión significativa en zonas como el hipocampo, el cuerpo estriado y el córtex prefrontal, y está estrechamente relacionada con el aprendizaje y la memoria. CREB es una proteína nuclear que tiene la función de regular la transcripción de genes. CREB es una de las moléculas de señalización descendentes más importantes de ERK. La activación de ERK regula la plasticidad sináptica y mejora las capacidades cerebrales de aprendizaje y memoria mediante la activación de la expresión de CREB corriente abajo. La vía de señalización intracelular ERK/CREB desempeña un papel de "interruptor" en la regulación de las capacidades cerebrales de aprendizaje y memoria, así como de la plasticidad sináptica. La fosforilación de las moléculas de señalización es una forma de activar las vías de señalización. Los resultados de este estudio mostraron que, en comparación con el grupo de control, los niveles de p-ERK/ERK y p-CREB/CREB en las ratas modelo se redujeron significativamente, lo que sugiere que la hiperglucemia en la diabetes podría causar la regulación a la baja de las señales ERK/CREB. Tras el ejercicio aeróbico en cinta rodante, los niveles de p-ERK/ERK y p-CREB/CREB en las ratas modelo aumentaron significativamente, lo que indica que el ejercicio moderado puede afectar a la expresión de las proteínas de señalización ERK/CREB, reparar el daño en las neuronas del hipocampo y mejorar el aprendizaje y la memoria. El ejercicio aeróbico es un método no farmacológico que afecta directamente al hipocampo y a las sinapsis neuronales. El ejercicio aeróbico a largo plazo puede promover la expresión de proteínas relacionadas con la memoria del hipocampo, como ERK y CREB, consiguiendo el efecto de reparar el daño de las células neuronales del hipocampo y mejorar el aprendizaje y la memoria. Las investigaciones también han demostrado que el silenciamiento de la expresión de CREB puede promover la apoptosis de las neuronas corticales sometidas a privación/reoxigenación de glucosa en oxígeno. La regulación al alza de las proteínas de la vía de señalización ERK y CREB tiene efectos antiapoptóticos, logrando efectos neuroprotectores a través de esta vía. La vía de señalización ERK puede ser un mecanismo común para inducir plasticidad sináptica en múltiples hipocampos. La proteasa-3 específica del cistinil aspartato (caspasa-3) es una molécula impulsora y ejecutiva clave de la apoptosis celular, y su activación es un paso importante en la escisión de proteínas celulares durante la muerte celular programada. Este estudio muestra que el ejercicio aeróbico regula al alza la señalización ERK/CREB, reduce la expresión de la caspasa-3 activada e inhibe la apoptosis celular. Se especula que el ejercicio aeróbico en estas condiciones experimentales puede reducir la glucosa en sangre, aumentar la regulación de la vía de señalización ERK/CREB, reducir la expresión de la caspasa-3 escindida, mejorar la capacidad del hipocampo para resistir la apoptosis, promover la reparación de las neuronas del hipocampo y, por lo tanto, prevenir el deterioro del aprendizaje espacial y la memoria relacionados con la diabetes. En la actualidad, existen pocas investigaciones sobre la señal ERK/CREB y el ejercicio aeróbico contra el aprendizaje y la memoria relacionados con la diabetes. El efecto antiapoptótico mediado por la señal ERK/CREB en las células del hipocampo puede ser uno de los mecanismos neuroprotectores del ejercicio para mejorar el aprendizaje y la memoria en la diabetes.

La espirulina tiene muchas funciones, como hipoglucemiante, antioxidante, etcétera. Se la denomina la fuente de proteína humana del siglo XXI. En la actualidad, muchos países convierten la espirulina en un alimento nutritivo saludable, que se utiliza para complementar las necesidades nutricionales humanas y prevenir y tratar diversas enfermedades (como la diabetes, la hipertensión, etc.). Estudios recientes han descubierto que la espirulina tiene efectos neuroprotectores en la mejora de la memoria y la resistencia al daño de la memoria. Su mecanismo está relacionado con el aumento de la expresión de nNOS, la inhibición de la expresión de la proteína GSK-3 β, y la mejora de la disfunción cognitiva en ratas causada por la deposición de proteína A β 1-42. Sin embargo, no hay ningún informe sobre la espirulina mejorar el aprendizaje y la memoria de la diabetes. Todavía no está claro si la espirulina puede mejorar o potenciar el aprendizaje y la memoria de las ratas diabéticas reduciendo la glucosa en sangre y afectando a la vía de señalización ERK/CREB.

Este estudio muestra que tras la suplementación con espirulina, el aprendizaje y la memoria de las ratas modelo de diabetes mejoran significativamente, mientras que la glucosa en sangre y el contenido de insulina disminuyen, la señal ERK/CREB en el hipocampo aumenta significativamente, y la caspasa-3 escindida y la tasa de apoptosis se reducen significativamente. Esto sugiere que la espirulina puede mejorar el aprendizaje y la memoria reduciendo la glucosa en sangre y reparando la función de las células dañadas de los islotes pancreáticos. Su mecanismo puede lograrse potenciando la señal ERK/CREB en el hipocampo e inhibiendo la apoptosis de las células hipocampales. Estudios anteriores han descubierto que la espirulina aumenta la señalización del factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) en el hipocampo y mejora la lesión hipocampal en ratas modelo de fatiga por ejercicio. El factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) se une a su receptor tirosina quinasa B (TrkB) y puede inducir la activación de CREB mediante la activación de ERK, lo que resulta en una señalización CREB sostenida; Potenciar la señalización ERK/CREB de BDNF/TrkB es beneficioso para mejorar el aprendizaje y la memoria del hipocampo. En el estudio de ratones app/ps1, se descubrió que un aumento de los niveles de proteína β - amiloide regulaba a la baja la fosforilación de CREB, lo que provocaba una regulación a la baja de la autofosforilación de TrkB inducida por BDNF en el hipocampo y una disminución de la expresión de CREB activada por ERK, lo que puede causar una disminución de las capacidades de aprendizaje y memoria. La espirulina puede aumentar significativamente la regulación de ERK, CREB y otras moléculas de señalización clave en el aprendizaje y la memoria de las neuronas del hipocampo, e inhibir la apoptosis celular hasta cierto punto, lo que puede ser uno de sus nuevos mecanismos de protección cerebral contra los daños en el aprendizaje y la memoria en la diabetes.

El estudio descubrió además que, tras 8 semanas de ejercicio combinado con espirulina, el efecto de mejora del aprendizaje y la memoria de las ratas diabéticas era también mejor que el del grupo de ejercicio aeróbico individual y el grupo de espirulina, lo que indica que el ejercicio combinado con espirulina tiene un efecto sinérgico. La terapia de ejercicio, como complemento de la terapia farmacológica, tiene buenas perspectivas de aplicación. El efecto potenciador del ejercicio aeróbico combinado con espirulina concuerda con el efecto neuroprotector del ejercicio aeróbico combinado con resveratrol en el modelo de diabetes tipo 2. El estudio del mecanismo mostró que los niveles de p-ERK/ERK y p-CREB/CREB en el grupo de ejercicio combinado con espirulina eran significativamente superiores a los del grupo de ejercicio aeróbico y espirulina solos, la expresión de caspasa-3 escindida se reducía significativamente y la tasa de apoptosis se reducía significativamente, lo que sugiere que el ejercicio combinado con la suplementación de espirulina puede activar aún más la vía de señalización ERK/CREB, promover la activación de las proteínas clave ERK y CREB en la memoria del hipocampo, inhibir eficazmente la apoptosis de las células del hipocampo, desempeñando así un papel neuroprotector en la reducción del azúcar en sangre y la mejora del aprendizaje y la memoria en ratas diabéticas. Esta puede ser una razón importante por la que el ejercicio combinado con espirulina puede mejorar el aprendizaje y la memoria de la diabetes. El ejercicio combinado con un suplemento nutricional puede convertirse en una nueva forma de mejorar el aprendizaje y la memoria en las enfermedades neurodegenerativas relacionadas con la diabetes.

Vale la pena señalar que el nivel de insulina del grupo DES en este estudio se ha recuperado básicamente al nivel normal en el último período de intervención (la 8 ª semana), y aunque su concentración de glucosa en sangre ha mejorado significativamente, sigue siendo significativamente más alto que el nivel normal, lo que sugiere que la diabetes es una enfermedad progresiva continua, el ejercicio y la espirulina no puede restaurar la glucosa en sangre al estado normal en un tiempo limitado, pero puede reparar la función dañada de las células de los islotes, por lo que la secreción de insulina tiende a ser normal. Se sugiere que los pacientes con diabetes tipo 2 se adhieran al ejercicio aeróbico regular durante mucho tiempo, y presten atención al suplemento adecuado de espirulina en la dieta.

Se puede observar que en las condiciones de este experimento, el ejercicio aeróbico y la espirulina pueden reducir eficazmente el azúcar en la sangre, mejorar el aprendizaje y la memoria de las ratas con diabetes de tipo 2, y el ejercicio combinado con espirulina tiene un efecto de aplicación más evidente, que es superior al simple ejercicio aeróbico y la espirulina. Su mecanismo está relacionado con su regulación al alza de la señal ERK/CREB en el hipocampo, la reducción de la expresión de la caspasa-3 escindida, la inhibición de la apoptosis celular en cierta medida, y desempeñar un papel protector en las neuronas del hipocampo. La vía de señalización ERK/CREB puede convertirse en un objetivo potencial del ejercicio aeróbico y la espirulina para mejorar el aprendizaje y la memoria del hipocampo en la diabetes.

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